【摘要】：我國能源資源和負(fù)荷需求呈逆向分布,直流輸電技術(shù)因其在遠(yuǎn)距離大容量輸電方面固有的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢,在“全國聯(lián)網(wǎng)、西電東送、北電南送”戰(zhàn)略中發(fā)揮了舉足輕重的作用。然而,隨著越來越多直流輸電工程的投運(yùn),我國交直流電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題也日益突出。本文從暫態(tài)穩(wěn)定機(jī)理、系統(tǒng)強(qiáng)度量化指標(biāo)和暫態(tài)穩(wěn)定改善措施三個方面,研究了大規(guī)模交直流電力系統(tǒng)特別是多直流落點(diǎn)受端電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題,主要研究內(nèi)容如下： (1)研究了交直流電力系統(tǒng)典型暫態(tài)穩(wěn)定問題的物理機(jī)理。基于送受端同步聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和送受端異步聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)交直流電力系統(tǒng)的簡化模型,從暫態(tài)功角穩(wěn)定、暫態(tài)電壓穩(wěn)定和暫態(tài)頻率穩(wěn)定三個方面出發(fā),研究了交直流電力系統(tǒng)在交流系統(tǒng)短路故障和直流系統(tǒng)閉鎖故障下典型暫態(tài)穩(wěn)定問題的物理機(jī)理和敏感因素,并且以南方電網(wǎng)系統(tǒng)為例驗(yàn)證了其正確性。 (2)研究了多饋入有效短路比在評估多直流落點(diǎn)系統(tǒng)功率穩(wěn)定性方面的有效性。首先,基于兩直流落點(diǎn)系統(tǒng)的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型,分析了多饋入有效短路比與多直流落點(diǎn)系統(tǒng)功率穩(wěn)定性間的定量關(guān)系,確定了多直流落點(diǎn)系統(tǒng)臨界多饋入有效短路比的大致范圍。然后,根據(jù)多饋入有效短路比與多直流落點(diǎn)系統(tǒng)功率穩(wěn)定性之間的定量關(guān)系,給出了采用多饋入有效短路比衡量多直流落點(diǎn)系統(tǒng)各個直流落點(diǎn)處交流系統(tǒng)強(qiáng)度的具體標(biāo)準(zhǔn)。最后,以南方電網(wǎng)系統(tǒng)為例,驗(yàn)證了分析結(jié)論的有效性。 (3)歸納和提出了描述交直流電力系統(tǒng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)品質(zhì)的三種宏觀指標(biāo)：通道強(qiáng)度指標(biāo)、電壓強(qiáng)度指標(biāo)和頻率強(qiáng)度指標(biāo)。首先提出了通道強(qiáng)度指標(biāo),用于定量評估交直流并列輸電通道的強(qiáng)直弱交程度和交流通道的暫態(tài)穩(wěn)定裕度。接著沿用多饋入有效短路比作為電壓強(qiáng)度指標(biāo),用于反映交流系統(tǒng)對直流系統(tǒng)換流站的電壓支撐強(qiáng)度。然后采用頻率偏差因子作為頻率強(qiáng)度指標(biāo),用于定量衡量交流系統(tǒng)的頻率支撐強(qiáng)度。最后,以南方電網(wǎng)系統(tǒng)為例,驗(yàn)證了上述三種宏觀指標(biāo)對實(shí)際交直流電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定特性評估的有效性。 (4)提出了一種基于故障限流器的多直流落點(diǎn)系統(tǒng)動態(tài)分區(qū)技術(shù)。這種電網(wǎng)動態(tài)分區(qū)技術(shù)利用故障限流器將多直流落點(diǎn)系統(tǒng)劃分為若干個相互之間由故障限流器隔開的同步運(yùn)行區(qū)域。當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí),這種電網(wǎng)動態(tài)分區(qū)技術(shù)可以限制故障在各區(qū)域電網(wǎng)之間的傳遞,縮短直流系統(tǒng)換相失敗的持續(xù)時(shí)間,加快直流功率的恢復(fù),緩解多回直流同時(shí)換相失敗帶來的功率不平衡和潮流轉(zhuǎn)移問題,從而有效提升多直流落點(diǎn)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平。兩個簡化多直流落點(diǎn)系統(tǒng)和南方電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真結(jié)果驗(yàn)證了該技術(shù)的有效性。 (5)提出了一種基于廣域測量系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵控制技術(shù)。這種強(qiáng)勵控制技術(shù)基于擴(kuò)展等面積準(zhǔn)則,首先通過預(yù)先計(jì)算或者實(shí)時(shí)計(jì)算的方式確定系統(tǒng)在嚴(yán)重故障后的關(guān)鍵擺次及其臨界機(jī)組群,然后根據(jù)廣域測量系統(tǒng)提供的發(fā)電機(jī)組實(shí)時(shí)功角曲線,在系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)鍵擺次時(shí)開始對臨界機(jī)組群進(jìn)行強(qiáng)行勵磁,最后在關(guān)鍵擺次結(jié)束后的回?cái)[過程中當(dāng)臨界機(jī)組群的等值轉(zhuǎn)子角下降至特定閾值后停止臨界機(jī)組群的強(qiáng)行勵磁。四機(jī)系統(tǒng)和南方電網(wǎng)系統(tǒng)的算例仿真結(jié)果表明這種廣域強(qiáng)勵控制技術(shù)可以克服傳統(tǒng)強(qiáng)勵控制技術(shù)的諸多缺陷,更好地發(fā)揮發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵控制對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的改善作用。
[Abstract]:China's energy resources and load demand are in a reverse distribution, and the direct current transmission technology plays an important role in the 鈥淎ll-China Networking, West-to-East, North and South鈥，

本文編號：2404837